Modeling the Cortical Landscape of Catecholaminergic Signaling via Spatial Transcriptomics

La neuromodulació governa com les xarxes cerebrals s’adapten a les demandes internes i externes canviants. La seva disfunció té un paper central en molts trastorns psiquiàtrics, però encara es comprèn poc com les intervencions farmacològiques dirigides als sistemes neuromoduladors transformen la dinàmica cerebral. Aquesta tesi investiga com les catecolamines module l’activitat cerebral a gran escala en condicions de repòs mitjançant fMRI, centrant-se en l’atomoxetina, un tractament farmacòlogic per al TDAH. Arrelada en la psiquiatria computacional I informada per la neuroimatge multimodal, l’obra adopta un canvi de paradigma: dels models connectivistes tradicionals a simulacions fonamentades biològicament que capten la diversitat dels microcircuits corticals. El primer pilar mostra com nivells elevats de catecolamines remodelen les interaccions interregionals, guiades per la distribució de receptors al cervell. El segon introdueix un nou marc de modelatge que revela com diferents receptors catecolaminèrgics interactuen per modular la dinàmica cortical. El tercer vincula propietats bioquímiques específiques dels receptors amb l’excitabilitat del model, permetent-ne avaluar els efectes clinics amb fMRI. El quart pilar utilitza el model per predir com l’atomoxetina modula l’excitabilitat en xarxes d’atenció i funcions executives. Finalment, el cinque ofereix una visió des dels sistemes dinàmics sobre com l’atomoxetina podria afavorir l’atenció sostinguda I el processament cognitiu d’alt nivell. Aquest conjunt de troballes aprofundeix en el nostre coneixement sobre el control neuromodulador del cervell humà I estableix les bases per a intervencions farmacològiques personalitzades i informades per receptors.